(57)【要約】      （修正有）【課題】フォトレジスト層上に微細パターニングを形成することができ、高分解能を有するフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク、その製造方法及びそれを採用したパターン形成方法を提供する。【解決手段】透光性のエラストマからなり、その一面上にパターンが形成されたフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク、その製造方法及びそれを採用したパターン形成方法である。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性のエラストマからなり、その一面上にパターンが形成されたことを特徴とするフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク。
【請求項２】
前記透光性のエラストマは、常温以下のガラス転移温度を有することを特徴とする請求項１に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク。
【請求項３】
前記透光性のエラストマは、ポリジメチルシロキサン、ニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブチルゴム及びポリ（スチレン−ｃｏ−ブタジエン）からなる群から選択される一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク。
【請求項４】
前記パターンは、前記透光性のエラストマまたは光不透過層を用いて形成されてなることを特徴とする請求項１に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク。
【請求項５】
前記パターンが形成された面において、凹部または凸部に光不透過層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク。
【請求項６】
前記光不透過層は、金属層、銀ペースト層、または有機物層であることを特徴とする請求項４または５に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク。
【請求項７】
前記有機物層は、低分子層、高分子層、またはカーボンブラック層であることを特徴とする請求項６に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク。
【請求項８】
前記有機物層の光吸収バンドは、２００〜４５０ｎｍであることを特徴とする請求項６に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク。
【請求項９】
前記金属層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ及びＣｕからなる群から選択される一つ以上の金属を含むことを特徴とする請求項６に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク。
【請求項１０】
前記光不透過層の厚さは、１〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項４または５に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク。
【請求項１１】
前記パターンの高さは、１００ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする請求項１に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク。
【請求項１２】
パターンが形成されているマスタ基板を製造する工程と、
前記マスタ基板上にエラストマ前駆体と架橋剤との混合物を加える工程と、
前記エラストマ前駆体の重合後、前記マスタ基板上に形成されたマスクを分離する工程と、を含むことを特徴とするフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスクの製造方法。
【請求項１３】
前記マスク上のパターンが形成された面に金属を蒸着する工程と、
前記パターンの凸部上に形成された金属層を除去する工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスクの製造方法。
【請求項１４】
前記マスク上のパターンが形成された面における凸部に接着性のポリマー溶液、カーボンブラックペーストまたは銀ペーストを接触させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスクの製造方法。
【請求項１５】
シリコン系のエラストマ層を形成する工程と、
前記エラストマ層上にシャドウマスクを密着させる工程と、
金属または有機物を真空蒸着する工程と、を含むことを特徴とするフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスクの製造方法。
【請求項１６】
ベース基板上にフォトレジスト層を形成する工程と、
請求項１ないし１１のうちいずれか一項に記載の軟質フォトマスクのパターンが形成された面を前記フォトレジスト層にソフト密着接触で接触させる工程と、
露光してパターンを形成する工程と、を含むことを特徴とする微細パターンの形成方法。
【請求項１７】
前記フォトレジスト層を形成する工程の前に、前記ベース基板上にパターン形成用の金属層を先に形成する工程と、
前記パターンを形成する工程の後、前記パターンが形成されたフォトレジスト層を利用して前記金属層をエッチングした後、前記フォトレジスト層を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項１８】
前記フォトレジスト層がポジティブ方式である場合、前記フォトレジスト層において、前記軟質フォトマスクの凹部に該当する部分が除去されて、前記軟質フォトマスクの凸部に該当する部分がパターンを形成することを特徴とする請求項１６に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項１９】
前記フォトレジスト層がネガティブ方式である場合、前記フォトレジスト層において、前記軟質フォトマスクの凸部に該当する部分が除去されて、前記軟質フォトマスクの凹部に該当する部分がパターンを形成することを特徴とする請求項１６に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項２０】
前記ベース基板は、ガラス、プラスチック、ゴムまたはエラストマであることを特徴とする請求項１６に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項２１】
前記ベース基板は、シリコン系のエラストマであることを特徴とする請求項２０に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項２２】
前記パターン形成用の金属層は、接着促進層を備えることを特徴とする請求項１７に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項２３】
前記接着促進層は、厚さが１〜５ｎｍのＴｉまたはＣｒ層を有することを特徴とする請求項２２に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項２４】
前記パターン形成用の金属層は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｄ及びＰｔからなる群から選択される一つ以上の金属を含むことを特徴とする請求項１７に記載の微細パターンの形成方法。
【請求項２５】
請求項１６ないし２４のうちいずれか一項に記載の方法によって形成された微細パターンを備えることを特徴とする表示素子用の電極。
【請求項２６】
基板は、フレキシブルタイプであることを特徴とする請求項２５に記載の表示素子用の電極。
【請求項２７】
基板は、ガラス、シリカガラス、プラスチック、ゴムまたはエラストマであることを特徴とする請求項２５に記載の表示素子用の電極。
【請求項２８】
前記基板は、エラストマであることを特徴とする請求項２７に記載の表示素子用の電極。
【請求項２９】
前記エラストマは、ポリジメチルシロキサンであることを特徴とする請求項２８に記載の表示素子用の電極。
【請求項３０】
請求項２４ないし２９のうちいずれか一項に記載の表示素子用の電極を備えることを特徴とする有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク、その製造方法及びそれを採用したパターン形成方法に係り、特に透光性のエラストマからなり、その一面上にパターンが形成されたフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク、その製造方法及びそれを採用したパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの表示素子の電極製造工程及び半導体製造工程は、フォトリソグラフィなどにより行われる。基材上にフォトレジスト物質の微細パターン層を形成する方法は、一般的に次のように行われる。まず、基材の表面にマスキング物質のパターンを備えたフォトマスクと直接接触するフォトレジスト層を形成する。前記フォトレジスト層に紫外線などで前記マスキングパターンを通じて照射することによって、前記フォトレジスト物質の溶解度の挙動が露光領域で変化し、前記フォトマスクの微細パターンが形成された潜像を得る。
【０００３】
前記フォトレジストの溶解度を露光により高くし、現像液での処理時に溶解させる場合、前記フォトレジストをポジティブ方式と称する。これと異なり、フォトレジストが露光により不溶性となる場合、非露光領域のフォトレジストは、現像液により選択的に溶解除去され、このようなフォトレジストをネガティブ方式という。両方において、前記現像工程は、基材上に潜像を形成するために、露光領域と非露光領域との溶解度差を利用する。
【０００４】
最近、表示素子の電極及び半導体素子の集積度が増加するにつれて、前述した方法で得られるパターニングでさらに高い分解能が要求されている。周知のように、ほとんどの表示素子及び半導体素子のような微細電気部品の製造工程で、数回ないし１０回までの反復されたフォトリソグラフィパターニング工程を使用する。各工程は、前記フォトレジスト層の表面を粗くする化学的エッチング工程を伴うので、フォトマスクの微細パターンを再現する精度がフォトレジスト層に要求されるほど高くない。
【０００５】
また、図１に示すように、フォトレジスト層１２とフォトマスク１６とを圧着するために真空にするまたは圧力を加えるが、そのとき前記フォトレジスト層１２とフォトマスク１６との密着が完全に行われないという問題がある。すなわち、通常のフォトリソグラフィ工程では、基板１１上にフォトレジスト層１２を形成した後、それをガラス及び透明基板のような硬質基板１３上にクロムなどの金属１４を蒸着して形成したフォトマスク１６と接触させた後で露光するが、この過程で、前記フォトマスク１６とフォトレジスト層１２とを真空にするかあるいは圧力を加えても、これらが完全に密着しないので、解像度の低下が不回避であるという問題がある。
【０００６】
かような問題を解決するために、特許文献１には、フォトマスク上に高分子物質を塗布して密着性を向上させることが開示されている。
【特許文献１】米国特許第４，７３５，８９０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１の場合、密着はある程度可能になるが、図２に示すように、フォトマスク２０上に塗布された高分子層２３により、フォトマスクのパターン２２とフォトレジスト層との間にギャップ２４が発生し、解像度低下の原因となる。これは、結局、集積度の限界となり、精度の低下を引き起こす。
【０００８】
さらに、前述した方法は、フレキシブルタイプの基板に対しては適用できないという制限がある。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、通常のフォトマスクを使用する従来技術の問題点がなく、フォトレジスト層上に微細パターニングを形成することができ、高分解能を有するフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスク及びその製造方法を提供するところにある。
【００１０】
本発明が解決しようとする他の課題は、前記フォトマスクを採用した微細パターニング方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明は、透光性のエラストマからなり、その一面上にパターンが形成されたフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスクを提供する。
【００１２】
前記透光性のエラストマとしては、常温以下のガラス転移温度を有する高分子などが好ましく使用できる。具体的には、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のようなシリコン系ゴム、ニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブチルゴム、及びポリ（スチレン−ｃｏ−ブタジエン）よりなる群から選択される少なくとも一種が好ましく挙げられる。
【００１３】
前記フォトマスクは、前記パターン形成面の凹部または凸部に光不透過層をそれぞれさらに形成できる。
【００１４】
前記フォトマスクは、パターンが形成されていない透光性のエラストマの表面に光不透過層でパターンを形成したものも使用できる。すなわち、前記フォトマスクに形成されているパターンは、前記透光性のエラストマからなってもよい他、光不透過性の金属からなってもよい。
【００１５】
前記光不透過層としては、金属層、銀ペースト層、または有機物層などが使用可能である。
【００１６】
前記有機物層は、低分子層、高分子層、またはカーボンブラック層などが好ましく挙げられる。
【００１７】
前記有機物層としては、光吸収バンドが２００〜４５０ｎｍであるものを使用できる。
【００１８】
前記金属層を形成する金属としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ及びＣｕからなる群から選択される少なくとも一種の金属などの不透明金属が可能である。
【００１９】
前記光不透過層の厚さは、１〜５００ｎｍが望ましく、さらに望ましくは、５〜１００ｎｍである。
【００２０】
前記フォトマスクに形成されているパターンの高さは、１００ｎｍ〜１μｍであることが望ましい。
【００２１】
前記課題を解決するために、本発明は、パターンが形成されているマスタ基板を製造する工程、前記マスタ基板上にエラストマ前駆体と架橋剤との混合物を加える工程、及び前記エラストマ前駆体の重合後、前記マスタ基板上に形成されたマスクを分離する工程を含むフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスクの製造方法を提供する。
【００２２】
前記エラストマ前駆体は、シリコン系のエラストマ前駆体が好ましく用いられる。
【００２３】
前記製造方法において、前記マスク上のパターンが形成された面に金属を蒸着する工程、及び凸部上に形成された金属層を除去する工程をさらに含むのがよい。
【００２４】
前記製造方法において、前記マスク上のパターンが形成された面における凸部に接着性のポリマー溶液、カーボンブラックペーストまたは銀ペーストを接触させる工程をさらに含むのがよい。
【００２５】
前記フォトリソグラフィ用の軟質フォトマスクの他の製造方法は、シリコン系のエラストマ層を形成する工程、前記エラストマ層上にシャドウマスクを密着させる工程、及び金属または有機物を真空蒸着する工程を含む。
【００２６】
前記他の課題を解決するために、本発明は、ベース基板上にフォトレジスト層を形成する工程、前記軟質フォトマスクのパターンが形成された面を前記フォトレジスト層にソフト密着接触で接触させる工程、及び露光してパターンを形成する工程を含む微細パターンの形成方法を提供する。
【００２７】
前記フォトレジスト層を形成する工程の前に、前記ベース基板上にパターン形成用の金属層を先に形成する工程と、前記パターンを形成する工程の後、前記パターンが形成されたフォトレジスト層を利用して前記金属層をエッチングした後、前記フォトレジスト層を除去する工程をさらに含むのがよい。
【００２８】
前記ベース基板は、ガラス、プラスチック、ゴムまたはエラストマなどが使用可能であり、前記ベース基板は、シリコン系のエラストマが望ましい。
【００２９】
前記パターン形成用の金属層は、接着促進層を備えることが望ましい。
【００３０】
前記接着促進層は、２層からなってもよい。前記接着促進層の厚さは、０．５〜１０ｎｍ、特に１〜５ｎｍが望ましく、前記接着促進層に使われる金属はＴｉあるいはＣｒが望ましい。また、前記パターン形成用の金属層は、望ましくは厚さが５〜１００ｎｍであり、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｐｔなどの金属を含む層を備えていてもよい。
【００３１】
本発明は、さらに前記方法によって形成された微細パターンを備える表示素子用の電極を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、フォトリソグラフィ用の軟質フォトマスクを提供し、これは、フォトレジスト層との密着性を向上させ、フレキシブル基板などを使用する場合にも、クラックなどのパターン損傷を抑制する役割を有する。したがって、それを使用してパターンを形成する場合、パターン均質度のような品質が向上し、解像度の向上が可能であるので、有機電界発光（ＥＬ）素子のような表示素子のフレキシブル電極の製造時に特に有用であり、その他の半導体素子の製造などに採用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
【００３４】
本発明は、フォトリソグラフィ工程で有用なフォトマスクを提供する。本発明のフォトマスクは、フォトレジスト層の表面との密着性を向上させるために軟質タイプの素材を用いる。かかる素材としては、透光性のエラストマが使われる。かかる素材を使用してフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスクを製造すると、基材上に形成されているフォトレジスト層の表面とファンデルワールスによる相互作用により分子レベルの接触が可能となり、フォトマスクのパターンとフォトレジスト層との高い密着性が得られる。
【００３５】
本発明によるフォトマスクは、透光性のエラストマを使用することによって、フレキシブルタイプの基材上にリソグラフィを行う場合に特に有用性を発揮する。すなわち、ガラス、シリカガラス、硬質のプラスチックなども使用可能であるが、軟質のプラスチック、エラストマ、ゴムのような軟質素材のフレキシブルタイプの基材、さらに具体的には、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリビニルアルコール、ＰＤＭＳ、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルスルホネート、ポリスルホン酸塩、ポリアクリレート、フッ化ポリイミド、フッ化樹脂、ポリアクリル、ポリエポキシ、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルニトリル、ポリベンズイミダゾール、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリメタクリルアミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ニトリルゴム、アクリルゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブチルゴム、ポリ（スチレン−ｃｏ−ブタジエン）のような素材の基材上にリソグラフィを行う場合に特に有用である。
【００３６】
かかる軟質素材のフレキシブルタイプの基材の場合、従来のフォトリソグラフィ工程により基材上に金属パターンを形成すれば、金属とフォトレジスト層との間にクラックなどが発生する恐れがあるので使用し難い問題があった。しかし、本発明による軟質フォトマスクを使用する場合、フォトマスク自体が透光性のエラストマのようにフレキシブルタイプであるため、フォトリソグラフィ工程で塗布された金属及びフォトレジスト層にクラックなどが発生するおそれがないので、フレキシブル表示素子の電極用のフレキシブルＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）層及び金属のパターンをクラックなどの損傷なしに容易に製造することができる。
【００３７】
本発明によるフォトマスクは、軟質素材である透光性のエラストマからなり、その一面上に所定のパターンが形成された構造を有する。前記フォトマスク上のパターンは、母材である透光性のエラストマと同じ成分で一体型に構成される他、別途の金属層あるいは有機物層などからなる光不透過層を用いて形成されることも可能である。すなわち、パターンが形成されていない平らな透光性のエラストマを製造した後、その表面に平らな光不透過層にパターンを形成してフォトマスクを形成することも可能である。
【００３８】
前記フォトマスクの素材である透光性のエラストマとしては、常温以下のガラス転移温度を有する高分子が好ましく用いられる。前記常温以下とは、２５℃以下、特に２５〜−２００℃とするのが好ましい。前記透光性のエラストマは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブチルゴム、ポリ（スチレン−ｃｏ−ブタジエン）などを使用できるが、それらに限定されるものではない。フォトマスクの特性上、紫外線のような光を利用した露光工程で光を通過させてフォトレジスト層上で溶解度の変化を誘発せねばならないので、透光性にすぐれた物質が望ましく、本発明の特徴上、フォトレジスト層とファンデルワールスによる相互作用を有する物質が望ましい。本発明で使われるＰＤＭＳの場合、前記特徴をいずれも有するので、最も望ましい透光性のエラストマとしての機能を有する。
【００３９】
本発明による前記軟質フォトマスクにおいて、母材と同じ素材、すなわち透光性のエラストマの一体型パターンが形成される場合、露光工程では、光が透過する透過度の差によりフォトレジスト層上に達する光量が異なる。すなわち、図４Ａに示すように、フォトマスク３３上で凹部パターンを通じて光が透過するときに、屈折率（屈折率１．５未満）の低い空気（屈折率＝１．０）層に出合って反射されるため、フォトレジストと接触している凸部パターンを通じた光の透過度より低くなる。したがって、露光工程で光の透過度の差によりフォトレジスト層の溶解度変化が誘発する。かかる溶解度変化により、次のエッチング過程でネガティブシステムあるいはポジティブシステムのフォトリソグラフィ工程が可能になる。
【００４０】
前記一体型の軟質フォトマスクも可能であるが、図４Ｂ及び図４Ｃに示したように、前記フォトマスクのパターン形成部に金属層あるいは有機物層からなる光不透過層３６を形成することも可能である。すなわち、前記パターンが形成された面において、凹部または凸部に光不透過層をそれぞれさらに形成できる。本発明による軟質フォトマスクが母材と同じ素材でパターンが形成された一体型である場合、前述したように凸部で光の透過度が凹部より高いことと異なり、凹部または凸部に別途の光不透過層を形成する場合には、光不透過層が形成されていない他の部分でのみ光透過度が高くて、紫外線のような光がさらに多く通過する。さらに具体的には、凹部に光不透過層が形成される場合（図４Ｃ）、すなわちパターンが形成されて突出した部分でない凹部分にのみ光不透過層が形成されている場合には、光が凹部分では通過できず、パターンが形成された突出部分でのみ光が通過する。これは、前記パターンが本発明による透光性のエラストマであるために可能となる。かかる光透過度の差により、フォトレジスト層上で受光された部分と受光されていない部分との間にエッチング溶液に対する溶解度の差が発生する。
【００４１】
他の方法としては、図４Ｂに示すように、前記フォトマスクでパターンが形成された凸部に光不透過層を形成できる。この場合、光は、パターンが形成された部分で透過度が低下して通過し難いので、フォトレジスト層上では、パターンが形成されていない部分での光の透過が発生して、受光された部分と受光されていない部分との溶解度差が前述した凹部で発生する。
【００４２】
前記光不透過層としては、金属層、銀ペースト層、または有機物層が可能であり、金属層を形成することが望ましい。
【００４３】
かかる光不透過層を形成する金属としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ及びＣｕなどの不透明金属が可能である。また、有機物層としては、低分子層、高分子層、カーボンブラック層などが可能である。特に、製造工程上、光透過度の低い有機物層が望ましい。前述した光不透過層が凸部に形成される場合にも、本発明の特徴であるフォトレジスト層とのファンデルワールス分子間の相互作用が可能である。
【００４４】
前記有機物層は、光吸収バンドが２００〜４５０ｎｍであるのが望ましい。
【００４５】
前記本発明による軟質フォトマスク上に形成される光不透過層の厚さは、１〜５００ｎｍであることが望ましい。前記厚さが、１ｎｍ未満である場合には、光不透過層としての効果が微小となる恐れがあり、また、光不透過性を維持し続けるため５００ｎｍを超えてさらに厚く膜を形成する必要はない。
【００４６】
また、前記本発明による軟質フォトマスク上に形成されている光透過型のエラストマパターンの高さは、１００ｎｍ〜１μｍであることが望ましく、３００〜５００ｎｍがさらに望ましい。パターンの厚さが１００ｎｍ未満である場合には、サギングのような問題があり、厚さが１μｍを超える場合には、パターンが崩壊するなどの問題があるので望ましくない。
【００４７】
前述したような本発明による軟質フォトマスクの製造方法は、次の通りである。
【００４８】
すなわち、前記製造方法は、パターンが形成されているマスタ基板を製造する工程と、前記マスタ基板上にエラストマ前駆体と架橋剤との混合物を加える工程と、前記エラストマ前駆体の重合後、前記マスタ基板上に形成されたマスクを分離する工程と、を含む。
【００４９】
前記製造方法をさらに具体的に説明すれば、まず、パターンが形成されているマスタ基板を製造する。かかるマスタ基板は、ガラス、シリカガラス、プラスチック、シリコンウェーハなどを用いて製造することが可能であり、通常的な方法で製造することが可能である。かかる通常の方法としては、フォトリソグラフィ、電子線リソグラフィ、ナノインプリントリソグラフィ、モールディング、二光子リソグラフィ（ｔｗｏ−ｐｈｏｔｏｎ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）などの方法を使用することが可能である。得られたマスタ基板をぺトリ皿などの広底の容器内にパターン形成面が上側となるように入れた後、その容器にエラストマ前駆体を、前記マスタ基板を覆うように加える。前記前駆体を６０〜１００℃の温度、望ましくは約８０℃の温度で、３０分以上、望ましくは１〜２時間、硬化させて重合させる。重合後に形成されたエラストマを分離し、所定大きさに切断して、本発明によるエラストマからなる軟質フォトマスクを製造できる。
【００５０】
前記フォトマスク製造用のエラストマ前駆体としては、商業的に周知の多くの物質を使用できるが、目的物であるエラストマがＰＤＭＳである場合には、ＰＤＭＳ前駆体、例えば商品名Ｓｙｌｇａｒｄ １８４（ダウコーニング社から購入可能）などの物質と架橋剤とを約９：１の割合で混合した混合物を使用できる。前記架橋剤としては、通常の架橋剤として周知されているほとんどの物質を制限なしに使用できる。
【００５１】
本発明による軟質フォトマスク上に光不透過層が形成されている場合の製造方法は、次の通りである。光不透過層は、凹部または凸部にそれぞれ形成することが可能であり、各製造方法についてそれぞれ説明する。
【００５２】
まず、凹部に光不透過層を形成する方法としては、前記した本発明の製造方法において、前記マスク上のパターンが形成された面に金属を蒸着する工程と、凸部上に形成された金属層を除去する工程と、をさらに含むのが望ましい。具体的には、前記のようにパターンが形成された軟質フォトマスクを製造し、パターンが形成された面に全体的に金属を蒸着した後、凸部に形成された金属層を除去する工程で構成される。
【００５３】
さらに具体的には、パターンが形成されたマスタ基板にエラストマ前駆体を加えて形成した軟質フォトマスクのパターンが形成された面上に、熱蒸着あるいは電子線蒸着法などを使用して金、パラジウム、クロムなどを約１〜５００ｎｍの厚さに蒸着する。この場合、前記金属層は、前記フォトマスク上でパターンが形成された部分（凸部）とパターンが形成されていない部分（凹部）の両方に蒸着されて形成される。このように形成された金属層のうちパターンが形成された部分、すなわち凸部に形成された金属層を除去するためには、常温で金属と金属とを接合したときの二金属の間に強い接着力を利用する冷間溶接法（ｃｏｌｄ−ｗｅｌｄｉｎｇ）、あるいは化学結合を利用したナノ転写印刷法（ｎａｎｏｔｒａｎｓｆｅｒ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）などを利用できる。前記冷間溶接法は、酸化物層がなく、かつ大きい仕事関数を有する金属を互いに接触させる場合、それらが互いに付着される現象を利用する方法をいい、前記ナノ転写印刷法は、アルカンジチオール系を金属層上に結合させて、アルカンジチオール系の他の面に別の金属層をそれらの化学的結合を利用して付着させ、二基材の間で接合力の差により転写するか、または取り離す方法をいう。
【００５４】
前記フォトマスクに形成されている前記金属層を一部除去するために、冷間溶接法を使用する場合を説明すれば、まず、シリコンウェーハあるいはガラスのような基板上にＴｉなどの接着層を形成した後、ここに除去しようとする金属と同じ素材の金属層を形成し、その表面を前述したフォトマスクの除去する金属層と互いに接触させる。この場合、接触した金属は互いに付着し、それを分離すれば、フォトマスクのパターン部に形成された金属は、前記接着層のさらに強い張力によりフォトマスクから引き離される。その結果、凹部にのみ金属層が形成された本発明による軟質フォトマスクを得る。
【００５５】
次に、ナノ転写印刷法を使用して金属層を除去する方法としては、前記フォトマスクのパターン部に形成された金属層にアルカンジチオール系化合物を接触させてそれを表面に結合させた後、前記アルカンジチオールの反対側のチオール作用基を別の金属面と結合させた後、それを離すことによって前記フォトマスクの金属層を除去する方法である。
【００５６】
以上では、本発明による軟質フォトマスクのパターン形成部、すなわち凸部に形成された金属層を除去して、凹部にのみ金属層を形成して光不透過層を形成する方法を説明した。次に、前記本発明による軟質フォトマスクのパターン形成部、すなわち凸部にのみ光不透過層を形成する方法について記述する。
【００５７】
パターンにおける凸部にのみ光不透過層を形成するには、前記した本発明の製造方法において、前記マスク上のパターンが形成された面における凸部に接着性のポリマー溶液、カーボンブラックペーストまたは銀ペーストを接触させる工程をさらに含むのが望ましい。
【００５８】
また、パターンにおける凸部にのみ光不透過層を形成するには、前記した本発明の製造方法において、接着性のポリマー溶液、カーボンブラックペーストまたは銀ペーストを用いて、基板上に粘性の有機物層、例えば高分子層、カーボンブラック層や銀ペースト層などを形成した後、それを前述したように製造した軟質フォトマスクのパターン形成部、すなわち凸部のみを前記粘性の有機物に接触させる方法を含んでいてもよい。この場合、前記有機物がパターン形成部の表面に結合して層を形成して、凸部にのみ光不透過層が形成された本発明による軟質フォトマスクを製造する。
【００５９】
前述したようなあらゆるフォトマスクは、パターンと母材が一体型であるフォトマスクを基準に説明した。これと異なり、パターン自体が異なる素材からなるフォトマスクの製造も可能である。
【００６０】
具体的には、シリコン系のエラストマ層を形成する工程と、前記エラストマ層上にシャドウマスクを密着させる工程と、金属または有機物を真空蒸着する工程と、を含むフォトリソグラフィ用の軟質フォトマスクの製造方法である。
【００６１】
前記方法によれば、母材としてエラストマを使用することは同一であるが、平らなエラストマ上に形成されるパターンを、シャドウマスクを使用して金属または有機物を真空蒸着させ、厚さが１〜５００ｎｍ、さらに望ましくは、５ｎｍ〜１００ｎｍである金属層または有機物層がパターンとして形成されたフォトマスクの製造が可能になる。なお、前記金属層および前記有機物層については、上述した通りである。
【００６２】
前述したように製造した本発明の軟質フォトマスクを利用して所定の基板上に微細パターンを形成する方法としては、ベース基板上にフォトレジスト層を形成する工程と、上述した本発明による軟質フォトマスクのパターンが形成された面を前記フォトレジスト層にソフト密着接触で接触させる工程と、露光してパターンを形成する工程と、を含む微細パターンの形成方法が用いられる。
【００６３】
具体的には、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ベース基板３１上にフォトレジスト層３２を形成し、前記本発明によって製造された軟質フォトマスク３３のパターンが形成された面を前記フォトレジスト層３２に接触させることで、前記軟質フォトマスク３３と、前記フォトレジスト層３２とがソフト密着接触することができる。本発明において、ソフト密着接触とは、前記軟質フォトマスク３３の表面と、前記フォトレジスト層３２の表面とが、ファンデルワールス力の相互作用によって分子レベルで密着して接触していることを意味する。本発明の方法では、その後、露光してパターンを形成する。
【００６４】
また、前記形成方法において、前記フォトレジスト層を形成する工程の前にパターン形成用の金属層を先に形成する工程と、前記パターンを形成する工程の後、前記パターンが形成されたフォトレジスト層を利用して前記金属層をエッチングした後、前記フォトレジスト層を除去する工程をさらに含むのが好ましい。具体的には、図３Ｂに示すように、ベース基板３１上に選択的にパターン形成用の金属層３５を形成し、前記金属層３５上にフォトレジスト層３２を形成した後、前記本発明によって製造された軟質フォトマスク３３のパターンが形成された面を前記フォトレジスト層３２に接触させた後で露光してパターンを形成し、前記金属層３５をエッチングし、フォトレジストパターン３４を除去する工程を含む方法である。
【００６５】
前記凹部と凸部のパターンが形成されている光透過型のモールドタイプのフォトマスクや、選択的にそのパターンモールドに光不透過性の材料を塗布したフォトマスクの場合、凸部は、フォトレジストとファンデルワールスの力によりソフトに密着することができ、これにより凹部はフォトレジストと接触しない。
【００６６】
この状態で、ネガティブ方式のフォトレジストを用いた場合、前記フォトレジストにおいて、適切な量の紫外線を照射すると、本発明による軟質フォトマスクの凸部に該当する部分が除去されて、前記軟質フォトマスクの凹部に該当する部分がパターンを形成することができる。
【００６７】
また、逆に、ポジティブ方式のフォトレジストを用いた場合、前記フォトレジストにおいて、前記軟質フォトマスクの凹部に該当する部分が除去されて、前記軟質フォトマスクの凸部に該当する部分がパターンを形成することができる。すなわち、ポジティブ方式のフォトレジストに適切な量の紫外線を照射することで、本発明による軟質フォトマスクの凹部に該当する部分を現像時に除去した後、残っている部分がパターンを形成することが可能である。光不透過層なしに凹部及び凸部がある軟質フォトマスクの場合は、凹部と同じパターンがフォトレジストに残るか（ネガティブタイプ）、または除去される（ポジティブタイプ）。
【００６８】
光不透過層があり、かつ凹部及び凸部がある軟質フォトマスクの場合は、光不透過層がない部分に該当するフォトレジストに残るか、または除去される。平らなエラストマモールドの表面に金属あるいは有機物パターンが形成されているフォトマスクの場合には、金属あるいは有機物パターンになった領域を除いた透明な領域に紫外線が照射されて、ネガティブである場合には該当領域が残り、ポジティブである場合には該当領域が現像時に除去される。
【００６９】
本発明によって製造された軟質フォトマスクを使用して、前述したように微細パターンを形成する場合には、フォトレジスト層３２と前記フォトマスク３３のパターン形成部との間にギャップが存在せず、また、分子間の相互作用がファンデルワールス力により発生するので、フォトマスク３３とフォトレジスト層３２との間に密着性をさらに向上させることができる。また、フォトマスク３３自体が軟質素材のフレキシブルタイプであるので、基板がフレキシブルな場合にも、金属３５とフォトレジスト層３２のクラックなどの欠陥が発生しないように容易にパターン３６を形成することができる。
【００７０】
前記微細パターン形成方法で使われるベース基板３１としては、ガラス、プラスチック、ゴムまたはエラストマなどが使用可能である。ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリビニルアルコール、ＰＤＭＳなどのフレキシブルな素材を使用することが望ましい。前記ベース基板３１としては、シリコン系のエラストマが特に望ましく用いられる。
【００７１】
前記微細パターン形成方法で使われるパターン形成用の金属層３５は、接着促進層を備えることが望ましい。また、前記パターン形成用の金属層は、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｌ、およびＰｔよりなる群から選択される少なくとも一種の金属を含むのが好ましい。
【００７２】
前記接着促進層は、一層のみからなってもよいが、二層以上の層を有していてもよい。前記接着促進層は、厚さが１〜５ｎｍのＴｉまたはＣｒ層を有するのが望ましい。また、前記接着促進層が二層からなる場合、前記接着促進層は、第１層が厚さが０．５〜１０ｎｍ、さらに望ましくは、１〜３ｎｍのＴｉあるいはＣｒ層、第２層が厚さが５〜１００ｎｍ、さらに望ましくは、５〜２０ｎｍのＡｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ層を有することが最も望ましい。前記第１層の厚さが０．５ｎｍ未満である場合には、接着力が不良となる恐れがあり、１０ｎｍを超える場合には、既に１０ｎｍを超えても接着力は同一であるため、それ以上厚く蒸着する必要がない。前記第２層の厚さが５ｎｍ未満である場合には、伝導度が低いので電極のような電気的な素子に使用し難くなる恐れがあり、１００ｎｍを超える場合には、ウェットエッチングを行うときに時間がさらにかかり、パターンの枠がきれいに形成されない恐れがある。
【００７３】
また、本発明は、前述した本発明による軟質フォトマスクを使用する前記微細パターン形成方法を通じて製造された半導体素子または表示素子用の電極などの微細電子部品を提供する。特に表示素子の場合、最近、フレキシブルタイプの要求が次第に増大するところ、それに対する対応策として本発明の有用性が特に高い。例えば、パターンを有する本発明の軟質フォトマスクを使用してフレキシブル基板上に伝導性物質をパターニングしようとするとき、前述したようなフォトリソグラフィ工程を使用できる。
【００７４】
特に、このようにして得られたパターンを有機ＥＬ素子の電極として使用する場合、フレキシブルタイプの表示素子を製造することが可能となる。以下では、これについてさらに具体的に説明する。
【００７５】
本発明の有機ＥＬ素子の構造を図８ないし図１１に示した。図８に示すように、本発明の有機ＥＬ素子は、基板４１、透明電極４２、有機層４４及び金属電極４３が順次に積層された多層形態に構成されうる。
【００７６】
有機ＥＬ素子の動作機構は、一般的に電極から正孔及び電子の注入、正孔と電子との再結合による電子的励起状態の生成、励起状態からの発光など一連の過程を含み、有機ＥＬ素子の構造は、前記のように有機層が二つの電極の間に配置される形態を有する。ここで、前記有機層は、発光層のみからなる単層型素子よりは発光層と電荷輸送層とを組み合わせた積層型素子が優れた特性を表す。これは、発光物質と電荷輸送材料とが適切に組み合わせられることによって、電極から電荷が注入されるときにエネルギー障壁が減少し、電荷輸送層が電極から注入された正孔または電子を発光層領域に束縛させることによって、注入された正孔と電子の密度が均衡をなすようにする役割を有するためである。
【００７７】
したがって、前記有機層は、図９ないし図１１に示すように、電子輸送層／発光層／正孔輸送層、電子輸送層／正孔輸送性の発光層、または正孔輸送層／電子輸送性の発光層であることが望ましい。このとき、正孔輸送層や正孔輸送性の発光層に使われる正孔輸送物質としては、カルバゾール誘導体、アリールアミン誘導体、フタロシアニン化合物及びトリフェニレン誘導体からなる低分子あるいは高分子群から選択される一つ以上を含む。電子輸送層や電子輸送性の発光層に使われる電子輸送物質としては、キノリン誘導体化合物、キノキサリン誘導体化合物、金属錯体化合物または窒素を含んだ芳香族化合物を含む。発光層として使われる物質は、フェニレン系、フェニレンビニレン系、チオフェン系、フルオレン系などの低分子あるいは高分子、金属錯体化合物、窒素を含む芳香族化合物などを含む。
【００７８】
具体的に、前述したように、図８に示した有機ＥＬ素子は、基板４１、透明電極（正極）４２、有機層４４及び金属電極（負極）４３が順次に積層された多層構造である。このとき、基板４１は、素子を形成するためのものであって、通常的な物質、例えばガラス、シリカガラス、プラスチック、ゴム、エラストマなどを使用できるが、なかでもエラストマが好ましく用いられる。前記エラストマとして、具体的には、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）が特に好ましく挙げられる。
【００７９】
また、前記基板としては、フレキシブルタイプとして軟質形態のものを使用することも可能であり、具体的には、前述したようなポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリビニルアルコール、ＰＤＭＳ、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルスルホネート（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、ポリスルホン酸塩、ポリアクリレート、フッ化ポリイミド、フッ化樹脂、ポリアクリル、ポリエポキシ、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリアセタル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルニトリル、ポリベンズイミダゾール、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリメタクリールアミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ニトリルゴム、アクリルゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブチルゴム、ポリ（スチレン−ｃｏ−ブタジエン）などを使用できる。
【００８０】
透明電極（正極）４２は、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、スズ酸化物（ＳｎＯ２）などを使用できる。また、金属電極（負極）４３は、本発明による微細パターン形成方法によって得られた金属パターンが形成された電極を使用できる。また、有機層４４は、公知の発光物質を含む単層または二層以上の多層形態で構成されうる。その他の化合物、例えばＡｌｑ３、ルブレンなどが添加されうる。
【００８１】
図９に示した有機ＥＬ素子は、基板４１、透明電極（正極）４２、有機層４４ａ及び金属電極（負極）４３が順次に積層された多層形態であって、そのうち有機層４４ａは、正孔輸送層４５と電子輸送性の発光層４６とが積層された構造である。ここで、基板４１、透明電極（正極）４２及び金属電極（負極）４３は、前述したようである。正孔輸送層４５は、通常的な正孔輸送材料、例えば４，４−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェ二ル−アミン］ビフェ二ル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ−ジフェ二ル−Ｎ，Ｎ−ビス（３−メチルフェ二ル）−１，１−ビフェ二ル−４，４−ジアミン（ＴＰＤ）、ポリ−（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＣｚ）などを単独にまたは二つ以上混合して使用でき、他の層が積層された二層以上であることもある。電子輸送性の発光層４６は、従来公知の電子輸送材料、例えばＡｌｑ３、ルブレンなどを単独にまたは二つ以上混合して添加することもある。また、必要によって効率、寿命などの素子特性を向上させるために、正極４２と正孔輸送層４５との間に銅フタロシアニンなどの通常的な色々な正孔注入層または正極バッファ層などを挿入するか、または負極４３と電子輸送性の発光層４６との間にＬｉＦ、ＢａＦ２、ＣｓＦ２、ＬｉＯ２、ＢａＯなどの通常的な色々な電子注入層または負極バッファ層などを挿入することもある。
【００８２】
図１０に示した有機ＥＬ素子は、基板４１、透明電極（正極）４２、有機層４４ａ及び金属電極（負極）４３が順次に積層された多層形態であって、そのうち有機層４４ａは、正孔輸送性の発光層４７と電子輸送層４８とが積層された構造である。ここで、基板４１、透明電極（正極）４２及び金属電極（負極）４３は、前述したようである。電子輸送層４８は、Ａｌｑ３、ルブレン、ポリキノリン、ポリキノキサリンなど従来の公知の電子輸送材料を単独にまたは二つ以上混合して使用でき、他の層が積層された二層以上であることもある。また、必要によって効率、寿命などの素子特性を向上させるために、正極４２と正孔輸送性の発光層４７との間に銅フタロシアニンなどの通常的な色々な正孔注入層または正極バッファ層などを挿入するか、または負極４３と電子輸送層４８との間にＬｉＦ、ＢａＦ２、ＣｓＦ２、ＬｉＯ２、ＢａＯなどの通常的な色々な電子注入層または負極バッファ層などを挿入することもある。
【００８３】
図１１に示した有機ＥＬ素子は、基板４１、透明電極（正極）４２、有機層４４ｂ及び金属電極（負極）４３が順次に積層された多層形態であって、そのうち有機層４４ｂは、正孔輸送層４９、発光層５０及び電子輸送層５１が積層された構造である。ここで、基板４１、透明電極（正極）４２及び金属電極（負極）４３は、前述したようである。正孔輸送層４９は、通常的な正孔輸送材料、例えばα−ＮＰＤ、ＴＰＤ、ＰＶＣｚなどを単独にまたは二つ以上混合して使用でき、他の層が積層された二層以上であることもある。電子輸送層５１は、Ａｌｑ３、ルブレンなど従来の公知の電子輸送材料を単独にまたは二つ以上混合して使用でき、他の層が積層された二層以上であることもある。また、必要によって効率、寿命などの素子特性を向上させるために、正極４２と正孔輸送層４９との間に銅フタロシアニンなどの通常的な色々な正孔注入層または正極バッファ層などを挿入するか、または負極４３と電子輸送層５１との間にＬｉＦ、ＢａＦ２、ＣｓＦ２、ＬｉＯ２、ＢａＯなどの通常的な色々な電子注入層または負極バッファ層などを挿入することもある。発光層５０として使われる物質は、フェニレン系、フェニレンビニレン系、チオフェン系、フルオレン系などの低分子あるいは高分子、金属錯体化合物、窒素を含む芳香族化合物などを含む。
【００８４】
前述した本発明の有機ＥＬ素子（図８ないし図１１）は、正極４２と負極４３との間に電圧を印加することによって駆動され、電圧は、通常的に直流を使用するが、パルスまたは交流を使用することもある。
【実施例】
【００８５】
以下では、本発明を実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明が下記実施例及び比較例に限定されるものではない。
【００８６】
実施例１：軟質フォトマスクの製造
ガラス上にフォトリソグラフィ工程を使用した通常の方法によってパターンを形成して、マスタ基板を製造した。得られたマスタ基板をぺトリ皿上にパターンが上側となるように入れ、その上にＰＤＭＳ前駆体（商品名：Ｓｙｌｇａｒｄ １８４、ダウコーニング社購入）と架橋剤とを９：１の重量比で混合した混合物を加えた。前記混合物を加えた後、８０℃の温度で２時間重合させて硬化させた。重合工程が完了した後、ＰＤＭＳフォトマスクを前記マスタ基板から分離した後、所望の大きさに切断して目的のＰＤＭＳ軟質フォトマスクを得た。
【００８７】
実施例２：金属層が形成されたＰＤＭＳ軟質フォトマスクの製造（冷間溶接法）
前記実施例１で得られたＰＤＭＳ軟質フォトマスクの凹部に光不透過層として金属層を形成するために、電子線蒸着法を使用してＡｕを平均３０ｎｍの厚さに全体的に蒸着した。これとは別に、シリコンウェーハ上に接着層としてＴｉ層を２ｎｍの厚さに蒸着した後、その上にＡｕを３０ｎｍの厚さに蒸着した。前記ＰＤＭＳ軟質フォトマスクのＡｕ層を前記シリコンウェーハ上に形成されたＡｕ層に互いに接触させた後、３０秒以内にそれらが互いに付着されたことを確認した。次いで、前記ＰＤＭＳ軟質フォトマスクを前記シリコンウェーハから分離して、パターン形成部の凸部上のＡｕ層のみを選択的に除去して、パターンの凹部に金属層が形成されたＰＤＭＳ軟質フォトマスクを製造した。
【００８８】
実施例３：金属層が形成されたＰＤＭＳ軟質フォトマスクの製造（ナノ転写印刷法）
前記実施例１で得られたＰＤＭＳ軟質フォトマスクの凹部に光不透過層として金属層を形成するために、電子線蒸着法を使用してＡｕを平均３０ｎｍの厚さに全体的に蒸着した。前記Ａｕ層が形成された凸部の表面にオクタンジチオール溶液（５ｍＭ）を接触させて、オクタンジチオールの末端部を前記Ａｕ層に結合させた。これとは別に、シリコンウェーハ上に接着層としてＴｉ層を２ｎｍの厚さに蒸着した後、その上にＡｕ層を３０ｎｍの厚さに蒸着した。シリコンウェーハ上のＡｕ層にＡｕがコーティングされたＰＤＭＳ軟質フォトマスクを接触させて、前記オクタンジチオールの反対側の末端部を結合させた後、それを分離して前記パターン形成部の凸部上のＡｕ層を除去することによって、パターン非形成部（凹部）にＡｕ層が形成されたＰＤＭＳフォトマスクを製造した。
【００８９】
実施例４：カーボンブラック層が形成された軟質フォトマスク
前記実施例１で得られたＰＤＭＳフォトマスクの凸部に光不透過層としてカーボンブラック層を形成するために、レーザー転写印刷法によって基板上に粘性のカーボンブラック層を薄く塗布した後、直ちにそれを前記ＰＤＭＳフォトマスクの凸部と接触させて凸部の表面上に前記粘性のカーボンブラック層を塗布させた。それを乾燥して、凸部にカーボンブラック層が形成されたＰＤＭＳフォトマスクを製造した。
【００９０】
実施例５：フレキシブル基板上にパターン形成
ガラス基板上にスピンキャスティング法を使用して４００ｎｍの厚さにフォトレジスト層を形成した。前記フォトレジスト層上に前記実施例１で製造した軟質フォトマスクを置き、１００μＷ／ｃｍ２の強度で露光し、ＫＯＨ水溶液で現像させて前記フォトレジスト層上にパターンを形成した。
【００９１】
実施例６：フレキシブル基板上に金属パターン形成
ＰＤＭＳ基板上に接着促進層として２ｎｍのＴｉ層を蒸着した後、その上に２０ｎｍのＡｕ層を形成した。次いで、前記Ａｕ層上にスピンキャスティング法を使用して４００ｎｍの厚さにフォトレジスト層を形成した。前記フォトレジスト層上で前記実施例１で製造した軟質フォトマスクを置き、１００μｍ／ｃｍ２の強度で露光し、ＫＯＨ水溶液で現像させて前記フォトレジスト層上にパターンを形成した。次いで、ＫＩ水溶液を使用して前記Ａｕ層をエッチングした後、アセトンでフォトレジスト層を除去して前記ＰＤＭＳ基板上にＡｕ層となったパターンを形成した。
【００９２】
かかる方法を通じて得られた金属パターン表面の光学顕微鏡写真を図５及び図６に示す。図５及び図６から、パターンの解像度が高く、均一性に優れ、クラックなどの損傷がほとんど発生していないことが分かる。
【００９３】
実施例７：有機ＥＬ素子の製造
前記実施例６と同様の方法を用いて有機ＥＬ素子用の電極を次のように製造した。
【００９４】
ベースガラス板にＰＤＭＳ層を形成した後、そのＰＤＭＳ基板上に接着促進層として２ｎｍのＴｉ層を蒸着した後、その上に２０ｎｍのＡｕ層を形成した。次いで、前記Ａｕ層上にスピンキャスティング法を使用して５００ｎｍの厚さにフォトレジスト層を形成した。前記フォトレジスト層上に前記実施例１で製造した軟質フォトマスクを置き、２００μｍ／ｃｍ２の強度で１０秒間露光し、ＫＯＨ水溶液で現像して前記フォトレジスト層上にパターンを形成した。次いで、ＫＩ水溶液を使用して前記Ａｕ層をエッチングした後、アセトンでフォトレジスト層を除去して前記ＰＤＭＳ基板上にＡｕ層からなるパターンを形成した。形成されたパターンを光学顕微鏡で観察して、図７の右側に示した。
【００９５】
これと別途に、ガラス基板上にＩＴＯ層を形成し、その上に発光層をさらに形成した。
【００９６】
前記Ａｕ層のパターンが形成されたＰＤＭＳ基板を、前記発光層上にファンデルワールス力で接触させて積層して、有機ＥＬ素子を完成した。図７の左側図から、ラインの広さが８００ｎｍである電気発光パターンを確認できる。
【００９７】
比較例１：フレキシブル基板上に従来のフォトマスクを使用してパターン形成
前記実施例５で本発明による軟質フォトマスクの代わりに、一般的な硬質のフォトマスクを採用してパターンを形成した。
【００９８】
この場合、クラックなどが発生してパターンの品質が低下することを、顕微鏡を通じて確認できる。
【００９９】
比較例２：有機ＥＬ素子の製造
前記実施例６で本発明による軟質フォトマスクの代わりに、一般的な硬質のフォトマスクを採用して有機ＥＬ素子用の電極を製造した。
【０１００】
この場合、クラックなどが発生して素子の電流が流れないことを、マルチメータ及び電流−電圧計測器などを通じて電気的に確認した。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、半導体素子や表示素子の製造関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】従来技術によるフォトリソグラフィ工程を示す概略図である。
【図２】従来技術によるフォトマスクの概略断面図である。
【図３Ａ】本発明によるフォトリソグラフィ工程を示す概略図である。
【図３Ｂ】本発明によるフォトリソグラフィ工程の一例であって、フレキシブル基板上に金属パターンを形成する工程を示す概略図である。
【図４Ａ】本発明の実施例１による軟質フォトマスクの一例を示す図面である。
【図４Ｂ】本発明の実施例２による軟質フォトマスクの一例を示す図面である。
【図４Ｃ】本発明の実施例３による軟質フォトマスクの一例を示す図面である。
【図５】本発明によって得られた金属パターンの光学顕微鏡写真である。
【図６】本発明によって得られた金属パターンの光学顕微鏡写真である。
【図７】本発明によって得られた有機ＥＬ素子用の電極の光学顕微鏡写真である。
【図８】本発明の一実施形態による有機ＥＬ素子の概略的な断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態による有機ＥＬ素子の概略的な断面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態による有機ＥＬ素子の概略的な断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態による有機ＥＬ素子の概略的な断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１１、２１・・・基板、
１２・・・フォトレジスト層、
１３・・・硬質基板、
１４・・・金属、
１５、２２・・・パターン、
１６、２０・・・フォトマスク、
２３・・・高分子層、
２４・・・ギャップ、
３１・・・基板、
３２・・・フォトレジスト、
３３・・・軟質フォトマスク、
３４・・・パターン（露光後）、
３５・・・金属層、
３６・・・光不透過層、
４１・・・基板、
４２・・・透明電極、
４３・・・金属電極、
４４・・・有機層、
４５・・・正孔輸送層、
４６・・・電子輸送性の発光層、
４７・・・正孔輸送性の発光層、
４８・・・電子輸送層、
４９・・・正孔輸送層、
５０・・・発光層、
５１・・・電子輸送層。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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